中圖分類號：S562：Q786 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2025）06-0001-14

AbstractR2R3-MYB transcription factors play crucial roles in the process of plants responding to stress. In this study，based on the genomic data of Gosspium barbadense，the members of the R2R3-MYB gene family in G .barbadense were systematically identified. Bioinformatics methods were used to analyze the phyletic evolution，structure，physicochemical properties，and cis-acting elements of the promoter of the R2R3-MYB gene family in G . barbadense. Five candidate genes for Verticillium wilt resistance were screened out using transcriptome expression profiles，and the expression patterns of each candidate gene under the induction of Verticillium wilt，salicylic acid （SA）and methyl jasmonate （MeJA） were analyzed by real-time fluorescence quantitative PCR. The results showed that there were 98 R2R3-MYB genes in the genome of G .barbadense，which distributed on 25 chromosomes.The phylogenetic tree analysis indicated that the members of the R2R3-MYB gene family in G. barbadense could be divided into three large subgroups，and they were relatively conserved in evolution.Promoter analysis revealed multiple cis-acting elements related to plant hormonesand stress responses.The expression patern analysis after Verticillium wilt stress showed that all the R2R3-MYB genes in G barbadense had different degrees of diferential expression after Verticillium wilt stress.Five candidate genes for Verticillium wilt resistance in G. barbadense （GbMYB-21，GbMYB-34，GbMYB-39， GbMYB-76，and GbMYB83）were screened out，which were all induced by Verticillum wilt stress，SA and MeJA.In conclusion，this study demonstrated that the R2R3-MYB gene family in G. barbadense played an important role in coton disease resistance，which could provide a theoretical basis for further research on the functions of R2R3-MYB genes in G. barbadense and the molecular mechanism of cotton resistance to Verticillium wilt.

KeywordsGossypium barbadense； R2R3-MYB gene family； Bioinformatics analysis； Verticillium wiltstress ； Expression analysis

棉花是我國重要的經(jīng)濟作物，在紡織、國防、醫(yī)藥和汽車等領域有著重要的用途。然而隨著棉花種植面積的擴大以及連年種植，黃萎病危害越發(fā)嚴重，造成棉花產(chǎn)量的損失。由于缺乏可利用的抗性資源且棉花抗黃萎病的分子機制尚不清晰，使棉花抗黃萎病育種成為世界性難題。海島棉具有較高的黃萎病抗性，因此解析海島棉抗黃萎病的分子機制成為了一個熱門且亟需解決的問題。

轉(zhuǎn)錄因子又稱反式作用因子，通過與真核基因的順式作用元件產(chǎn)生特異性相互作用激活或抑制基因的轉(zhuǎn)錄[1]。MYB是植物中一類最大的轉(zhuǎn)錄因子家族，第一個MYB轉(zhuǎn)錄因子是從玉米中分離鑒定出來的 ZmMYBC1^[2] 。基于其N端所包含的MYB保守結(jié)構(gòu)域的數(shù)目將MYB蛋白歸于4個亞類：1R-MYB（R1/2或R3MYB）、2R-MYB（R2R3-MYB）3R-MYB（R1R2R3-MYB）和4R-MYB（R1/R2-like）[3]。每個MYB 保守結(jié)構(gòu)域均由50個左右氨基酸組成并編碼3個a螺旋，形成螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋結(jié)構(gòu)嵌合在DNA大溝中，而在MYB蛋白的C端通常包含1個轉(zhuǎn)錄激活域或1個發(fā)揮轉(zhuǎn)錄抑制功能的EAR結(jié)構(gòu)[4]。這4個亞類的MYB蛋白在功能上存在巨大的差異，其中1R蛋白參與次生代謝、響應磷饑餓信號以及花與果實的發(fā)育調(diào)控[5];3R蛋白通常與細胞周期的調(diào)控緊密相關[；4R蛋白是最小的一個亞類，目前尚無功能報道;2R蛋白是成員最多的一個亞類，根據(jù)其C端保守氨基酸結(jié)構(gòu)域分為28個亞組，分別參與初生代謝和次生代謝、激素信號傳導、發(fā)育調(diào)控及生物逆境脅迫和非生物逆境脅迫響應等[7-8]

R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子在植物抗病過程中發(fā)揮著重要作用。有研究表明，在抗疫霉病的辣椒品種中R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子的表達量顯著上調(diào)[9]。硫化氫氣體信號通過對R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子CsMYB30的巰基化修飾增強其對靶啟動子的結(jié)合活性，進而促進黃瓜病程相關蛋白PR1的基因表達，提高黃瓜對灰霉病的抗性[10]。在桑樹中R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子MaMYB4在病葉中的表達量顯著高于健葉，將MaMYB4轉(zhuǎn)入煙草中后發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因煙草能夠顯著提高對煙草花葉病毒的抗性[11]。小麥R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子 TaMYB28能夠和TaCER1-1互作進而增強小麥蠟質(zhì)層的厚度，影響蠟質(zhì)晶體的數(shù)量和形態(tài)，調(diào)控韌皮部防衛(wèi)反應，提高小麥對白粉病的抗性[12] O

基因組測序在棉花中取得了顯著的成果，使系統(tǒng)鑒定和研究棉花基因家族成為可能[13-16] 。本課題組在之前的研究中通過黃萎病脅迫的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)篩選到了一個R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子作為候選基因，通過棉花病毒介導的基因沉默（virusinducedgenesilencing，VIGS）和超表達擬南芥發(fā)現(xiàn)其能夠通過調(diào)控木質(zhì)素合成來抵御黃萎病?；蛐蛄袥Q定蛋白質(zhì)氨基酸序列，進而決定蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和功能，基因序列間的相似性越高，其在植物中所發(fā)揮的功能也越相近。為了篩選更多與黃萎病抗性相關的候選基因，本研究分析了海島棉 R2R2–MYB 基因家族的染色體分布、系統(tǒng)進化關系、基因結(jié)構(gòu)、啟動子順式作用元件和黃萎病脅迫下它們在海島棉根部的表達譜，并通過轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)、順式作用元件分析、黃萎病脅迫和外源激素誘導表達篩選抗黃萎病相關候選基因，以期為海島棉 R2R3-MYB 基因功能和棉花抗黃萎病分子機制研究提供理論依據(jù)。

材料與方法

1.1 材料與處理

選用海島棉品種海7124為試驗材料，盆栽試驗于2023年10月15日在新疆農(nóng)業(yè)大學農(nóng)業(yè)與生物技術重點實驗室棉花栽培實驗室中進行。將海7124種植于蛭石和消毒土壤按 1：2 混合配成的基質(zhì)中，營養(yǎng)缽直徑為 10cm ，每個營養(yǎng)缽裝入200g 基質(zhì)，每盆3顆種子。培養(yǎng)條件：溫度 25.0～ 28.0‰ ，以白熾燈為光源，光周期 ^16h 光照 ^′8h 黑暗，相對濕度 80% 。2023年11月5日棉株長至兩葉一心時，使用撕底傷根法對棉株接種大麗輪枝菌V991，分別于接種后 0，1，3，6，12，24，48， ^72h 采集根部組織，每處理重復3次。2023年11月16日將配制好的0.05mmol/LMeJA和SA溶液分別噴施到有3＼～4片真葉的棉花植株上，直至有水珠滴下為止，分別于噴施后0、1、3、6、12、24、48，72h 對棉花真葉取樣，每處理重復3次。

1.2 海島棉 R2R3-MYB 基因的鑒定與生物信息學分析

海島棉全基因組、蛋白質(zhì)序列和GFF3文件來自于 Cottongen 網(wǎng)站（https：//www.cottongen.org/data/download/genome_tetraploid/AD2），擬南芥基因組和蛋白質(zhì)序列文件來自于TAIR網(wǎng)站（https：//www.arabidopsis. org/download/index-au-to.jsp？ dir /download_files/Genes），水稻基因組和蛋白質(zhì)序列文件來自于EnsemblPlants網(wǎng)站（https：//ftp. ebi. ac.uk/ensemblgenomes/pub/re-lease-58/plants/fasta/oryza_sativa/pep/）[17]。使用 Pfam 網(wǎng)站（http：//pfam-legacy.xfam.org/）下載MYB轉(zhuǎn)錄因子中保守的MYB結(jié)合結(jié)構(gòu)域HMM模型文件（PF00249），通過TBtools軟件中的Sim-pleHMMSearch篩選海島棉、擬南芥和水稻中的R2R3-MYB 家族基因[18]。通過 NCBI（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/）中保守結(jié)構(gòu)域數(shù)據(jù)庫（conserveddomaindatabase，CDD）剔除基因結(jié)構(gòu)不完整和序列過短的候選基因[19]，最終得到海島棉、擬南芥和水稻 R2R3-MYB 基因家族成員。利用ExPASy 軟件（http：//cn.expasy.org/tools）計算海島棉R2R3-MYB家族蛋白的氨基酸數(shù)量、相對分子質(zhì)量、理論等電點、不穩(wěn)定系數(shù)、脂肪族氨基酸指數(shù)和親疏水性平均系數(shù)[20]

1.3海島棉 R2R3-MYB 基因家族的系統(tǒng)發(fā)育

利用MEGA11軟件中的ClustalW默認設置對擬南芥、水稻和海島棉的R2R3-MYB蛋白序列進行多序列比對，基于序列比對的結(jié)果采用鄰近法構(gòu)建系統(tǒng)進化樹，其中Bootstrap值設定為1 000 ，利用在線工具Evolview（https：//evolgenius.info/）對系統(tǒng)發(fā)育樹進行編輯和美化。

1.4海島棉 R2R3-MYB 基因家族的染色體位置、基因結(jié)構(gòu)、motif分析和順式作用元件分析

從海島棉基因組注釋文件中提取海島棉R2R3-MYB基因家族成員的染色體位置信息，利用Mapchart軟件繪制基因的染色體定位圖。通過MEGA11軟件構(gòu)建海島棉 R2R3-MYB 基因家族進化樹，得到nwk 文件[21]。通過 MEME 程序進行motif分析（設置功能域數(shù)為10）[22]。將MEME程序運行后得到的xml文件、進化樹的nwk文件和基因結(jié)構(gòu)的gff文件利用TBtools軟件進行可視化處理[23]。截取海島棉 R2R3-MYB 基因上游200ObpDNA序列，利用PlantCARE數(shù)據(jù)庫（http：//bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/）預測可能存在的順式作用元件，并使用TBtools軟件進行可視化處理[24] 。

1.5海島棉 R2R3-MYB 基因家族表達模式分析

從NCBI SAR（Sequence Read Archive）數(shù)據(jù)庫下載海7124黃萎病接菌后的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)（基因組測序計劃編號PRJNA234454）。使用fastp軟件（版本0.23.4）進行原始數(shù)據(jù)過濾，獲得可用于后續(xù)分析的cleanreads。以海7124的基因組（ht-tps：//www.cottongen.org/species/Gossypium__bar-badense/ZJU-AD2_v1.1）作為參考，使用HISAT2進行 reads比對，利用StringTie工具對比對上的reads進行定量[25]。用每千個堿基的轉(zhuǎn)錄每百萬映射讀取的碎片（FPKM）衡量基因表達量。

1.6 候選基因表達分析

根據(jù)海島棉R2R3-MYB家族基因的cDNA信息，采用PrimerPrimier5.0軟件設計特異區(qū)域引物（表1）。分別以海7124黃萎病脅迫的根組織和激素誘導的葉片組織cDNA為模板，利用qRT-PCR方法檢測候選基因的表達情況，每個樣本設置3次重復，內(nèi)參基因為GbUBQ7。

qRT-PCR按照Zhao 等[26]的方法進行?？俁NA提取試劑盒（天根，中國）。使用M-MLVRTasecDNASynthesisKit（TaKaRa，日本）進行反轉(zhuǎn)錄。在 BioRad CFX96 Real-time System，使用iTaq Universal SYBR Green Supermix（BioRad，美國）試劑盒并按其提供的方法進行qRT-PCR擴增，擴增體系 （ 25μL ）： 2× Taq PCR MasterMix12.5μL ， 模板 9.5μL ，上、下游引物各 1μL ， 。反應程序： 95^°C 預變性 30s;95°C 變性5s， 60^°C 退火30s，40個循環(huán)。用 2^-ΔΔCt 方法進行相對定量分析[27] O

2 結(jié)果與分析

2.1 海島棉 R2R3-MYB 基因家族的鑒定

通過TBtools的SimpleHMMSearch功能篩選海島棉全基因組中的MYB家族基因，然后通過NCBI網(wǎng)站中的CDD結(jié)構(gòu)域篩選，最終確定了98個海島棉R2R3-MYB家族基因（表2）。這些基因的編碼蛋白氨基酸數(shù)目在 147～496 aa 之間，相對分子質(zhì)量在 之間，理論等電點（pI）在 5.12～9.28 之間，不穩(wěn)定系數(shù)在37.33～77.44 之間，脂肪族氨基酸指數(shù)在 50.04～ 83.93之間，所有成員的親疏水性平均系數(shù)均小于0，為親水性蛋白，

98個GbMYB基因分布在海島棉的25條染色體上（A01、A03—A13、D01—D13），其中 A亞組中含有47個基因，D亞組中含有51個基因。在A02染色體上不存在R2R3-MYB家族基因，而在D02 染色體上存在一個基因；A03和 A04號染色體上分別存在2個基因，而D03和D04號染色體上各只有1個基因；D05染色體上含有5個基因，而A05號染色體上只有3個基因；D09號染色體上含有2個基因，而A09號染色體上只有1個基因；D亞組上有兩個基因GbMYB-97和Gb-MYB-98在 super-scaffold_610_D13上，在A亞組上則不存在這樣的基因。這些說明海島棉 R2R3- MYB基因家族在進化過程中可能發(fā)生了基因的丟失與復制，但是從整體上來看A亞組基因和D亞組基因之間仍然存在著很強的對應關系，這也與棉花的進化關系相符合，

2.2 海島棉R2R3-MYB家族基因的進化分析

為了更好地理解海島棉R2R3-MYB家族基因的進化關系，基于海島棉的98個、擬南芥的50個和水稻的44個R2R3-MYB蛋白序列的全長構(gòu)建了系統(tǒng)進化樹。結(jié)果（圖2）顯示，海島棉R2R3-MYB家族基因可以分A、B、C三個亞組，其中A亞組中含有33個海島棉R2R3-MYB家族基因，B亞組中含有31個，C亞組中含有34個。A亞組中含有10個擬南芥和29個水稻R2R3-MYB基因；B亞組中含有29個擬南芥和13個水稻 R2R3- MYB基因；在C亞組中擬南芥和水稻R2R3基因數(shù)量最少，分別只有11個和2個

Gb：海島棉；At：擬南芥；Os：水稻。

2.3 海島棉R2R3-MYB家族基因的進化樹、基因結(jié)構(gòu)和motif分析

根據(jù)海島棉R2R3-MYB家族基因的全長、CDS和蛋白質(zhì)序列進行進化樹、基因結(jié)構(gòu)和motif分析。結(jié)果如圖3所示，絕大部分基因包含3個外顯子和2個內(nèi)含子，3個外顯子中第1個和第 2個外顯子較短，第3個外顯子要遠長于第1個和第2個外顯子。所有基因中都含有motif1、2、3、4、5、7，除GbMYB-93外都含有motif8，大部分基因含有motif6和motif9。說明這些基序在進化過程中較為保守，同一家族可能存在功能相似性。根據(jù)進化樹結(jié)果將海島棉R2R3-MYB家族基因分為3個亞組，A亞組中大部分基因含有motif10；B亞組中大部分基因含有多個motif9，還發(fā)現(xiàn)了一個特殊的基因GbMYB-78，其他基因中motif1、2、3、4、5、7位于基因的起始位置，而GbMYB-78中這些motif基序則位于基因的中間；C亞組中所有的基因中都含有motif6，而A亞組和B亞組的部分基因中不含有motif6。motif是蛋白質(zhì)分子中具有特定空間構(gòu)象和功能的結(jié)構(gòu)組分，是結(jié)構(gòu)域的亞單位，與基因特定的功能聯(lián)系在一起。這

3個亞組之間motif分布存在著差異，說明它們可能在進化過程中出現(xiàn)了基因結(jié)構(gòu)和功能的變化。

2.4 海島棉R2R3-MYB家族基因啟動子順式作用元件分析

通過PlantCARE數(shù)據(jù)庫分析了海島棉R2R3-MYB家族基因上游 2000bp 的啟動子區(qū)。如圖4所示，在海島棉R2R3-MYB家族基因啟動子中發(fā)現(xiàn)了數(shù)量眾多的與植物激素反應和生物脅迫相關的順式作用元件，主要包括參與類黃酮生物合成調(diào)控的順式作用元件以及參與MeJA、水楊酸、防御和應激反應的順式作用元件。其中65個 R2R3-MYB 基因啟動子含有參與SA反應的順式作用元件，47個基因含有參與MeJA反應的順式作用元件，5個基因含有參與類黃酮反應的順式作用元件，38個基因含有參與應激與防御反應的順式作用元件，32個基因同時含有參與SA和MeJA反應的順式作用元件。這些順式作用元件都與抗病密切相關，說明海島棉 R2R3-MYB 基因家族中可能存在許多抗病相關基因，其中GbMYB-85基因同時存在上述4個抗病相關的順勢作用元件，表明其可能在棉花抗病過程中發(fā)揮著重要作用。而且不同基因啟動子中順式作用元件的種類和數(shù)量不同，表明它們可能通過不同的信號通路在生物脅迫反應中發(fā)揮作用。

2.5 海島棉R2R3-MYB家族基因在黃萎病脅迫下的表達模式分析

為了明確海島棉R2R3-MYB家族基因在黃萎病脅迫處理下的表達模式，利用轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)對接種大麗輪枝菌后不同時間的棉花根部R2R3-MYB家族基因的表達模式進行分析。結(jié)果（圖5）表明，大部分基因在黃萎病脅迫后表達量升高，其中，11個基因 Φ_GbMYB-OI，O2，O3，2O， （2026、27、33、48、50、74 和 79）在脅迫后 6h 表達量量急劇上升，隨后逐漸下降；14個基因（GbMYB-05、13、14、15、39、40、42、43、51、53、84、89、91 和92）在脅迫后 12h 表達量快速上升，隨后逐漸降低； GbMYB-37 在脅迫后 24h 表達量大幅上升，隨后開始下降；4個基因 （GbMYB-52，55，81 和85）在脅迫后 ^72h 表達量才開始上升；另外還有11個基因 （GbMYB-O8，22，30，3I，36，4I，46，70， （2080、81和90）在 0h 時處于高表達，在黃萎病脅迫后表達水平開始急劇下降。表明海島棉R2R3-

MYB家族基因在黃萎病脅迫后的表達量變化存在著差異，這些基因可能在海島棉響應黃萎病脅迫中起重要作用

2.6 候選基因在黃萎病脅迫以及SA和MeJA誘導下的表達模式分析

結(jié)合海島棉R2R3-MYB家族基因在黃萎病脅迫處理下的表達模式及基因順式作用元件分析結(jié)果，篩選出5個在黃萎病脅迫后差異表達且啟動子區(qū)含有參與SA和MeJA反應順式作用元件的基因，分別為 GbMYB-2I，34，39，76，83 。qRT-PCR分析發(fā)現(xiàn)，黃萎病脅迫后各候選基因都被誘導表達，其中GbMYB-21和GbMYB-34在脅迫后^48h 表達量最高， GbMYB-2I 表達量達 0h 時的16.8倍; GbMYB-39 和 GbMYB-76 在黃萎病脅迫后 12h 表達量達到最高；而GbMYB-83被誘導表達的速度最快，在脅迫后 6h 表達量就達到頂峰（圖6）。

外源SA噴施后5個候選基因表達量均上升，其中 GbMYB-34，GbMYB-76 和GbMYB-83均在誘導后 6h 達到頂峰，GbMYB-34表達量達到0h 時的7.2倍； GbMYB-2I 響應較為遲緩，在SA誘導后 12h 表達量水平才達到頂峰；而GbMYB-39能夠迅速響應SA的誘導，在誘導后 ¹h 表達量急劇上升并達到頂峰（圖7）。

外源噴施MeJA后5個候選基因也被誘導，表達量顯著上升。其中 均在誘導后 24h 表達量達到頂峰，GbMYB-21表達量增幅較大，達到了 ^0h 時的14.9倍，相較于SA誘導， GbMYB-76 響應MeJA誘導的速度更為緩慢； GbMYB-34 和 GbMYB-83 均在誘導后 ³h 表達量達到頂峰，與SA誘導相比，它們對MeJA誘導的響應速度更快。 GbMYB-34 在MeJA誘導³h 后表達量就急劇上升達到頂峰，同SA誘導類似，GbMYB-39是5個基因中最快響應MeJA誘導表達的基因（圖8）。

3討論與結(jié)論

本研究從海島棉中鑒定到98個R2R3-MYB家族基因，分布在25條染色體上，A亞組和D亞組上的基因數(shù)量基本一致，但部分染色體上的基因數(shù)量存在差異，這表明海島棉R2R3-MYB家族基因與進化關系相符合，但在進化過程中仍發(fā)生了基因的丟失與復制。將海島棉、擬南芥以及水稻R2R3-MYB基因家族構(gòu)建進化樹，可以將98個海島棉R2R3-MYB家族基因分為三個亞組，各亞組中基因數(shù)量相近，但A亞組中水稻R2R3-MYB家族基因的數(shù)量是B亞組的近3倍，是C亞組的近15倍，而B亞組中的擬南芥R2R3-MYB家族基因數(shù)量分別是A亞組和C亞組的近3倍

SA、MeJA和乙烯（ET）被認為是參與調(diào)節(jié)植物對病原菌防御反應的三種主要的植物激素。擬南芥轉(zhuǎn)錄因子AtWRKY75通過激活SA抗病途徑提高擬南芥對核盤菌的抗性[28]；過表達煙草轉(zhuǎn)錄因子NtWRKY50能夠使煙草中SA含量迅速增加，激活下游PR基因的表達，從而使煙草能夠抵御青枯病菌的入侵[29]，茉莉酸（JA）能夠在維管束和空氣中進行遠距離運輸，將病原體入侵信號從感染部位傳遞到整個植株，使植株產(chǎn)生系統(tǒng)性抗性，還能夠在病原體入侵后誘導植物大量合成木質(zhì)素、類黃酮和萜類等物質(zhì)，提高植株的抗病性。植物體內(nèi)JA含量上升后還能夠加速植物表皮毛的生長及次生壁的加厚，導致病原體難以入侵和定植[30-32]。本研究從海島棉R2R3-MYB家族基因的啟動子區(qū)鑒定到65個基因中含有參與SA反應的順式作用元件，47個基因中含有參與MeJA反應的順式作用元件，32個基因同時含有參與SA反應和MeJA反應的順式作用元件。這些基因可能通過SA和MeJA的誘導激活表達來參與海島棉對黃萎病的抗性。

R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子在植物中的作用多種多樣，其中許多因子與植物抗病性密切相關。例如，在棉花和擬南芥中過表達陸地棉R2R3-MYB家族基因GhMYB36能夠提高棉花和擬南芥對黃萎病的抗性，將GhMYB36沉默后棉花對黃萎病抗性顯著降低，且GhMYB36能與病程相關蛋白基因PRI的啟動子結(jié)合，通過激活PR1的表達來提高棉花對黃萎病的抗性[33]。在葡萄中，VqMYB14和 VqMYB15 轉(zhuǎn)錄因子可增強苯丙氨酸代謝途徑上游基因PAL及STSs的表達，提高具有抗菌功能的5類黃芪類物質(zhì)的含量，進而提高葡萄對白粉病的抗性。在葡萄和擬南芥中過表達VqMYB15基因，可正向調(diào)控SA途徑中抗病基因的表達，提高葡萄和擬南芥中活性氧的含量，誘導植物細胞產(chǎn)生超敏反應，增加胼抵質(zhì)的含量，激活JA/ET途徑相關基因的表達，從而提高葡萄和擬南芥對白粉病的抗性[34]。GhMYB4 是棉花中一個負調(diào)控木質(zhì)素合成的R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子，研究發(fā)現(xiàn)

GhMYB4抑制棉花中木質(zhì)素的積累但增強棉花抗病性，進一步的研究表明，GhMYB4通過降低棉花次生壁中木質(zhì)素含量破壞細胞壁完整性，導致細胞壁發(fā)生破裂，從而釋放更多的損傷相關的分子模式（damage associated molecular pattern，DAMP）分子，激活JA生物合成及信號轉(zhuǎn)導途徑及下游防御基因的表達，提高棉花對黃萎病的抗性[35]。本研究通過對海7124接種黃萎病病菌（大麗輪枝菌V991）后不同時間點根部組織的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析和海島棉R2R3-MYB家族基因順式作用元件分析，從海島棉中篩選出5個黃萎病抗性候選基因，分別為 GbMYB-2I，GbMYB-34，GbMYB-39，Gb- （204號MYB-76和GbMYB-83。表達模式分析結(jié)果表明，5個候選基因均能響應黃萎病脅迫及SA和

MeJA的誘導，表達量也顯著上升，表明這些基因 可能被SA和MeJA誘導激活表達，進而激活下游 防御基因的表達，從而增強海島棉對黃萎病的抗 性。

綜上，本研究在海島棉中鑒定到98個R2R3-MYB家族基因，進化分析顯示可分為3個亞組?；蚪Y(jié)構(gòu)分析表明絕大部分基因都包含3個外顯子和2個內(nèi)含子。啟動子分析發(fā)現(xiàn)這些基因含有較多與抗病相關的順式作用元件。通過黃萎病脅迫及SA和MeJA誘導表達篩選到5個黃萎病抗性候選基因（GbMYB-21、GbMYB-34、GbMYB-39、GbMYB-76和GbMYB-83）。本研究結(jié)果可為進一步研究 R2R3-MYB 基因在海島棉抗病中的作用及分子機制奠定基礎。

參考文獻：

[1] 汪麗君.楊樹轉(zhuǎn)錄因子MYB6調(diào)控類黃酮和木質(zhì)素生物合 成的機制研究[D].重慶：西南大學，2018.

[2] 薛英喜，魏建華，姜廷波，等.植物次生生長相關MYB轉(zhuǎn)錄 因子研究進展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2012，40（13）：7650- 7655.

[3] DubosC，StrackeR，GrotewoldE，etal.MYB transcriptionfactors in Arabidopsis[J].Trends in Plant Science，2010，15 （10）：573-581.

[4] DuH，ZhangL，LiuL，etal.Biochemical and molecular characterizationofplantMYBtranscription factorfamily[J].Biochemistry（Moscow），2009，74（1）：1-11.

[5] FellerA，MachemerK，BraunE，etal.Evolutionaryandcomparative analysis of MYB and bHLH plant transcription factors [J]. The Plant Journal，2011，66（1） ：94-116.

[6] HagaN，Kato K，MuraseM，etal.R1R2R3-Myb proteinspositivelyregulate cytokinesisthrough activation of KNOLLE transcriptionin Arabidopsisthaliana[J]. Development，2007，134 （6） ：1101-1110.

[7] DubosC，StrackeR，GrotewoldE，etal.MYBtranscriptionfactorsin Arabidopsis[J].Trends in Plant Science，2O10，15 （10）：573-581.

[8] StrackeR，WerberM，WeisshaarB.TheR2R3-MYB genefamilyinArabidopsis thaliana[J]. Current Opinion in Plant Biology，2001，4（5） ：447-456.

[9] 赫衛(wèi)，張慧.辣椒R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子的全基因組鑒定及 響應疫霉菌的表達模式分析［J].農(nóng)業(yè)生物技術學報， 2021，29（4） ：641-655.

[10］李卓靜. H₂S 通過CsMYB30激活黃瓜病程相關蛋白表達 [D].太原：山西大學，2021.

［11］韋燕梅.響應桑脈帶相關病毒侵染的桑樹MYB轉(zhuǎn)錄因子 的表達分析與功能研究[D].南寧：廣西大學，2020.

[12］呂青云.小麥轉(zhuǎn)錄因子MYB28調(diào)控蠟質(zhì)合成和抗病抗蟲 作用的研究[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學，2022.

[13]Hu Y，Chen JD，Lei L. Gossypium barbadense and Gossypium hirsutum genomes provide insights into the origin and evolution of allotetraploid coton[J]. Nature Genetics，2019，51（4） ：739- 748.

[14] Wang K B，Wang Z W，Li F G. The draft genome of a diploid cotton Gossypium raimondii [J]. Nature Genetics，2012，44 （7052） ：1098-1103.

[15]Du X M，Huang G，He S P. Resequencing of 243 diploid cotton accessions based on an updated A genome identifies the genetic basis of key agronomic traits[J]. Nature Genetics，2018，50 （6） ：796-802.

[16]Wang M J，Tu L L，Yuan D J. Reference genome sequences of two cultivated allotetraploid cottons，Gossypium hirsutum and Gossypium barbadense[J]. Nature Genetics，2019，51（2） ：224- 229.

[17] Yu J，Jung S，Cheng C H. CottnGen： a genomics， genetics and breeding database for cotton research[J]. Nucleic Acids Research，2014，42（1） ：1229-1236.

[18]Potter S C，Luciani A，Eddy S R. HMMER web server：2018 update[J]. Nucleic Acids Research，2018，46（W1） ： W200- W204.

[19]Lu S N，Wang JY，Chitsaz F. CDD/SPARCLE： the conserved domain database in 2020[J]. Nucleic Acids Research，2020， 48（D1） ：D265-D268.

[20]Mariethoz J，Alocci D，Gastaldello A. Glycomics @ ExPASy ： bridging the gap[J]. Molecular amp; Cellular Proteomics，2018， 17（11） ：2164-2176.

[21] Chang TH，Wu L C，Lee T Y. EuLoc： a web-server for accurately predict protein subcellular localization in eukaryotes by incorporating various features of sequence segments into the general form of Chou’s PseAAC[J]. Journal of Computer-Aided Molecular Design，2013，27（1） ：91-103.

[22]Voorrips R E. MapChart： software for the graphical presentation of linkage maps and QTLs[J]. The Journal of Heredity，2002， 93（1） ：77-78.

[23]Kumar S，Stecher G，Tamura K. MEGA7：molecular evolutionary genetics analysis version 7.O for bigger datasets[J]. Molecular Biology and Evolution，2016，33（7） ：1870-1874.

[24]Chen C J，Chen H， Zhang Y. TBtools：an integrative toolkit developed for interactive analyses of big biological data[J]. Molecular Plant，2020，13（8）：1194-1202.

[25］段雅潔.基于QTL和轉(zhuǎn)錄組共定位篩選海島棉纖維強度候 選基因[D].烏魯木齊：新疆農(nóng)業(yè)大學，2023.

[26] Zhao JY，Wang P，Gao W J. Genome-wide identification of the DUF668 gene family in cotton and expression profiling analysis of GhDUF668 in Gossypium hirsutum under adverse stress[J]. BMC Genomics，2021，22（1） ：395.

[27]Tanino Y，Mai K，Daicho H，et al.Selection of laboratory procedures to detect toxigenic by the 2-step method[J]. Journal of the Association for Rapid Method and Automation in Microbiology，2017，27（1） ：9-14.

[28] Chen X T，Liu J，Lin G F，et al. Overexpression of AtWRKY28 and AtWRKY75 in Arabidopsis enhances resistance to oxalic acid and Sclerotinia sclerotiorum[J]. Plant Cell Reports，2013，32： 1589-1599.

[29]Liu Q P，Liu Y，Tang YM，et al. Overexpression of NtWRKY50 increases resistance to Ralstonia solanacearum and alters salicylic acid and jasmonic acid production in tobacco[J].Frontiers in Plant Science，2017，8：1710.

[30]Hudgins JW，Christiansen E，F(xiàn)ranceschi V R. Induction of anatomically based defense responses in stems of diverse conifers by methyl jasmonate：a phylogenetic perspective[J].Tree Physiology，2004，24（3） ：251-264.

[31]Shitan N，Sugiyama A，Yazaki K.Functional analysis of jasmonic acid-responsive secondary metabolite transporters[J]. Jasmonate Signaling：Methods and Protocols，2013，1011： 241 - 250.

[32]De Geyter N，Gholami A，Goormachtig S，et al.Transcriptional machineries in jasmonate-elicited plant secondary metabolism [J].Trends in Plant Science，2012，17（6） ：349-359.

[33]Liu TL，Chen T Z， Kan JL，et al. The GhMYB36 transcription factor confers resistance to biotic and abiotic stress by enhancing PRl gene expression in plants[J]. Plant Biotechnology Journal，2022，20：722-735.

[34］陳冠宇.葡萄轉(zhuǎn)錄因子MYB14和MYB15調(diào)控芪類物質(zhì)積 累與抗白粉病研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學，2022.

[35］肖勝華.轉(zhuǎn)錄因子MYB4、WRKY41和TINY2調(diào)控棉花木質(zhì) 素代謝與免疫反應的功能解析［D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學， 2021.